Các bộ lọc màng lưới phá vỡ ranh giới hiệu suất của phương tiện lọc truyền thống với cấu trúc lỗ rỗng giống như lưới quy mô nano của chúng. Sự hình thành của cấu trúc chính xác này là sự tích hợp sâu sắc của khoa học vật liệu và công nghệ kỹ thuật, dựa vào sự kiểm soát cuối cùng của các tham số quá trình màng và điều chỉnh chính xác ở quy mô kính hiển vi. Từ việc tự lắp ráp phân tử của màng polymer đến việc chạm khắc chính xác của các cấu trúc vi mô, mỗi quá trình đặt nền tảng để đạt được độ chính xác lọc ở cấp độ phân tử. Như một tài liệu quan trọng cho Bộ lọc màng lưới , Việc xây dựng cấu trúc lỗ rỗng màng polymer chủ yếu dựa vào phương pháp đảo ngược pha và phương pháp tách pha cảm ứng nhiệt. Phương pháp đảo ngược pha đạt được sự tăng trưởng có trật tự của PARE bằng cách điều chỉnh khéo léo quá trình chuyển đổi dung dịch polymer từ pha đồng nhất sang đa pha. Trong giai đoạn ban đầu của sự hình thành màng, polymer được hòa tan đồng đều trong một dung môi cụ thể để tạo thành dung dịch đồng nhất, và sau đó dung dịch được quét thành màng, phá vỡ sự cân bằng hệ thống bằng cách kết tủa ngâm, cảm ứng bay hơi và các phương pháp khác. Lấy phương pháp kết tủa ngâm làm ví dụ, màng phủ được ngâm trong bể đông máu, và dung môi và đông máu nhanh chóng trải qua quá trình khuếch tán kép, dẫn đến tách pha lỏng hoặc lỏng-rắn của dung dịch polymer. Trong quá trình này, các tham số như tốc độ bay hơi của dung môi, thành phần của bể đông máu và nhiệt độ trở thành yếu tố chính quyết định cấu trúc lỗ rỗng. Khi dung môi bay hơi nhanh và bể đông tụ và dung môi có độ hòa tan tương hỗ mạnh, polymer sẽ nhanh chóng kết hợp để tạo thành lỗ chân lông nhỏ và dày đặc; Ngược lại, tốc độ phân tách pha chậm hơn có lợi cho sự hình thành cấu trúc lỗ chân cao, lỗ chân cao. Bằng cách điều chỉnh chính xác các thông số này, các nhà nghiên cứu có thể hướng dẫn tự lắp ráp các vật liệu polymer để tạo thành một mảng lỗ rỗng được sắp xếp thường xuyên, cung cấp một khung cơ bản để xây dựng các cấu trúc lưới tiếp theo. Phương pháp tách pha (TIP) gây ra bằng nhiệt thực hiện một cách tiếp cận khác và sử dụng thay đổi nhiệt độ để thúc đẩy quá trình tách pha. Phương pháp này sử dụng một chất pha loãng hoàn toàn có thể trộn được với polymer ở nhiệt độ cao và độ hòa tan giảm mạnh ở nhiệt độ thấp. Sau khi làm nóng polymer và chất pha loãng thành pha đồng nhất, hệ thống trải qua sự phân tách pha lỏng-lỏng hoặc tách chất lỏng-rắn bằng cách làm mát nhanh hoặc kiểm soát tốc độ làm mát. Khi nhiệt độ giảm, chất pha loãng và polymer dần dần tách rời, và chất pha loãng được phân tán trong pha polymer dưới dạng các giọt nhỏ. Chất pha loãng sau đó được loại bỏ bằng cách chiết xuất và các phương pháp khác, để lại cấu trúc lỗ rỗng trong màng. Kiểm soát chính xác các tham số như tốc độ làm mát, loại chất pha loãng và nội dung xác định kích thước, hình dạng và kết nối của lỗ chân lông. Bằng cách tối ưu hóa các điều kiện quá trình, các lỗ chân lông có thể được sắp xếp theo cách có thứ tự cao trong màng để tạo thành một mạng lưới lỗ rỗng thống nhất. Sau khi cấu trúc lỗ rỗng ban đầu được xây dựng, cần sử dụng các công nghệ xử lý nano micro như quang khắc và in nano để khắc thêm các lỗ chân lông thông thường thành hình dạng lưới. Photolithography hiển thị có chọn lọc bề mặt màng thông qua photomask để gây ra phản ứng quang hóa trong khu vực nhận ánh sáng, sau đó loại bỏ chính xác một phần của vật liệu thông qua các bước như phát triển và khắc để tạo thành cấu trúc lưới với hình dạng hình học cụ thể. Công nghệ Nanoimprinting sử dụng khuôn với mô hình nano để chuyển mẫu lên bề mặt màng thông qua áp suất cơ học, do đó các cạnh lỗ rỗng được cắt và định hình lại chính xác, và cuối cùng các lỗ chân lông giống như lưới được sắp xếp gọn gàng được hình thành. Các công nghệ xử lý micro-nano này có thể kiểm soát lỗi kích thước lỗ rỗng ở cấp độ nanomet, đảm bảo rằng các tham số hình dạng, kích thước và thiết kế của cấu trúc lưới rất phù hợp. Quá trình hình thành của cấu trúc lỗ rỗng giống như lưới nano về cơ bản là sự thao túng chính xác của hành vi của vật chất ở quy mô kính hiển vi. Việc điều chỉnh tham số của mỗi liên kết quá trình giống như chạm khắc chính xác ở cấp độ phân tử, từ tự lắp ráp pha của các polyme đến xử lý chính xác các cấu trúc micro-nano và cấu trúc vi mô với hiệu suất lọc tuyệt vời được xây dựng theo lớp. Lưới lỗ được hình thành chính xác này không chỉ cung cấp cho bộ lọc khả năng sàng lọc chính xác theo kích thước mà còn đạt được sự lưu giữ chọn lọc các chất có dạng khác nhau thông qua hình dạng hình học độc đáo, làm cho nó cho thấy những lợi thế vô song trong các lĩnh vực tách protein và tinh chế khí.
